本實用新型屬于課堂教學技術領域，具體涉及一種基于無線技術的課堂互動組網控制系統(tǒng)。

背景技術：

在校園教學過程中，教學過程信息化由于具有交互性強和使用方便快捷等優(yōu)點而越來越受到學校的重視。

目前，對于教學過程中采用的由答題器和教師端設備形成的網絡，具有網絡結構單一、組網不靈活以及通常僅適用于在短距離進行信號傳輸?shù)葐栴}，無法滿足教學需求。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術存在的缺陷，本實用新型提供一種基于無線技術的課堂互動組網控制系統(tǒng)，可有效解決上述問題。

本實用新型采用的技術方案如下：

本實用新型提供一種基于無線技術的課堂互動組網控制系統(tǒng)，包括上位機、無線收發(fā)控制器和若干個終端節(jié)點；其中，所述上位機和所述無線收發(fā)控制器通過第1通信網絡連接；所述無線收發(fā)控制器和各個所述終端節(jié)點之間通過第2通信網絡連接；所述終端節(jié)點為基于紅外超聲定位技術的課堂互動答題器。

優(yōu)選的，所述第1通信網絡為通過USB連接形成的通信網絡和/或通過RS232/RS432/RS485串口線形成的通信網絡和/或RJ45網線形成的通信網絡和/或wi-fi通信網絡。

優(yōu)選的，所述第2通信網絡為wi-fi通信網絡和/或藍牙通信網絡和/或2.4G通信網絡。

優(yōu)選的，所述上位機為教師端設備和/或互動學習終端。

優(yōu)選的，所述基于紅外超聲定位技術的課堂互動答題器包括第1超聲波接收電路、第2超聲波接收電路、紅外傳感電路、供電電路、數(shù)據(jù)處理器和通信裝置；

所述數(shù)據(jù)處理器分別與所述第1超聲波接收電路、所述第2超聲波接收電路、所述紅外傳感電路、所述供電電路和所述通信裝置連接。

優(yōu)選的，還包括外殼；所述外殼設置有與所述第1超聲波接收電路對應的第1連通孔、與所述第2超聲波接收電路對應的第2連通孔、與所述紅外傳感電路對應的第3連通孔；其中，所述第3連通孔位于所述第1連通孔和所述第2連通孔之間的位置。

優(yōu)選的，所述基于紅外超聲定位技術的課堂互動答題器還包括按鍵電路、顯示屏電路以及緩存存儲裝置；所述數(shù)據(jù)處理器分別與所述按鍵電路、所述顯示屏電路以及所述緩存存儲裝置連接。

本實用新型提供的基于無線技術的課堂互動組網控制系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：

(1)組網控制系統(tǒng)具有網絡結構多樣化、組網靈活的優(yōu)點，既能適用于短距離信號傳輸，也能適應于長距離信號傳輸，從而滿足教學需求。

(2)還提供一種基于紅外超聲定位技術的課堂互動答題器，具有結構簡單、成本低的優(yōu)點；此外，學生在使用時，只需要將答題器放置在書寫紙周圍，學生只需要在傳統(tǒng)的書寫紙上按正常書寫習慣進行寫字或繪圖，即可實現(xiàn)筆跡信息的精準采集，不會對學生的書寫體驗產生任何不利影響。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的基于無線技術的課堂互動組網控制系統(tǒng)的網絡架構圖；

圖2為本實用新型提供的基于紅外超聲定位技術的課堂互動答題器的結構原理圖；

圖3為本實用新型提供的基于紅外超聲定位技術的課堂互動答題器的工作原理示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型進行詳細說明：

結合圖1，本實用新型提供一種基于無線技術的課堂互動組網控制系統(tǒng)，包括上位機、無線收發(fā)控制器和若干個終端節(jié)點；其中，上位機可以為教師端設備和/或互動學習終端；上位機和無線收發(fā)控制器通過第1通信網絡連接；無線收發(fā)控制器和各個終端節(jié)點之間通過第2通信網絡連接；終端節(jié)點為基于紅外超聲定位技術的課堂互動答題器。其中，第1通信網絡優(yōu)選采用有線網絡，包括但不限于通過USB連接形成的通信網絡和/或通過RS232/RS432/RS485串口線形成的通信網絡和/或RJ45網線形成的通信網絡和/或wi-fi通信網絡，通過第1通信網絡，實際長距離傳輸?shù)男枨?，又能保證信號傳輸質量。第2通信網絡優(yōu)選采用無線網絡，包括但不限于為wi-fi通信網絡和/或藍牙通信網絡和/或2.4G通信網絡。通過第2通信網絡，實際課堂互動答題器與無線收發(fā)控制器之間短距離信號傳輸?shù)男枨蟆?/p>

由此可見，本實用新型提供的基于無線技術的課堂互動組網控制系統(tǒng)，學生持有的課堂互動答題器與教師內安裝的無線收發(fā)控制器之間通過無線網絡進行短距離信號傳輸；無線收發(fā)控制器再與遠程的教師端設備等進行長距離信號傳輸，具有網絡結構多樣化、組網靈活的優(yōu)點，既能適用于短距離信號傳輸，也能適應于長距離信號傳輸，從而滿足教學需求。

另外，對于本實用新型涉及到的基于紅外超聲定位技術的課堂互動答題器，參考圖2和圖3，包括第1超聲波接收電路、第2超聲波接收電路、紅外傳感電路、供電電路、數(shù)據(jù)處理器、移動網絡通信裝置和無線信號收發(fā)裝置；

數(shù)據(jù)處理器分別與第1超聲波接收電路、第2超聲波接收電路、紅外傳感電路、供電電路、移動網絡通信裝置和無線信號收發(fā)裝置連接。

還包括外殼；外殼設置有與第1超聲波接收電路對應的第1連通孔、與第2超聲波接收電路對應的第2連通孔、與紅外傳感電路對應的第3連通孔；其中，第3連通孔位于第1連通孔和第2連通孔之間的位置。

本實用新型提供的基于紅外超聲定位技術的課堂互動答題器，用于與基于紅外超聲定位技術的數(shù)碼筆配套使用，即可實現(xiàn)筆跡信息采集功能。具體的，參考圖2，在書寫紙的上方擺放課堂互動答題器，當學生采用數(shù)碼筆在書寫紙上寫字或繪圖時，會通過觸發(fā)電路驅動安裝于數(shù)碼筆的超聲波發(fā)聲器和紅外發(fā)射器同時工作，因此，超聲波發(fā)聲器向四周圍發(fā)射出超聲波，同時，紅外發(fā)射器向四周圍發(fā)射出紅外光。由于紅外光的傳播速度遠遠大于超聲波傳播速度，因此，紅外傳感電路首先采集到紅外信號，并且，從數(shù)碼筆發(fā)射紅外光到紅外傳感電路采集到紅外信號所經過的時間非常短暫，可忽略不計；當紅外傳感電路采集到紅外信號時，此時刻記為T1，數(shù)據(jù)處理器驅動第1超聲波接收電路和第2超聲波接收電路工作，第1超聲波接收電路接收到超聲波的時刻記為T2，第2超聲波接收電路接收到超聲波的時刻記為T3，參見圖3，1代表第1超聲波接收電路；2代表第2超聲波接收電路，3代表紅外傳感電路；4代表數(shù)碼筆的筆尖位置；因此，通過超聲波傳輸時間和超聲波傳輸速度的計算，可得到筆尖到第1超聲波接收電路之間的距離為L1，筆尖到第2超聲波接收電路之間的距離為L2，又由于第1超聲波接收電路到第2超聲波接收電路之間的距離為已知值，所以，可定位到筆尖在書寫紙上的位置，實現(xiàn)筆跡信息的采集。

需要強調的是，上述實現(xiàn)筆尖定位的計算過程，屬于本領域常用技術手段，本實用新型的創(chuàng)新并不是上述計算過程，而是將超聲波接收電路和紅外傳感電路集成到答題器的這個硬件創(chuàng)新過程。

實際應用中，數(shù)據(jù)處理器為單片機；移動網絡通信裝置為3G網絡通信裝置和/或4G網絡通信裝置；無線信號收發(fā)裝置為RF無線射頻收發(fā)裝置。還包括按鍵電路、顯示屏電路以及緩存存儲裝置；數(shù)據(jù)處理器分別與按鍵電路、顯示屏電路以及緩存存儲裝置連接。其中，緩存存儲裝置包括TF卡插槽以及安裝于TF卡插槽的TF卡。

通過移動網絡通信裝置，可將答題器采集到的筆跡信息通過網絡傳輸給教師端PC，實現(xiàn)信息上傳。當傳輸信道堵塞時，存在暫時無法傳輸筆跡信號的情況，所以，本實用新型中，還設置有緩存存儲裝置；當數(shù)據(jù)處理器判斷出傳輸信道受到干擾而無法傳輸數(shù)據(jù)時，可以首先將得到的筆跡信號傳輸給緩存存儲裝置，當數(shù)據(jù)處理器判斷出傳輸信道恢復正常時，再將緩存存儲裝置存儲的筆跡信息發(fā)送到教師端PC。

顯示屏電路用于與顯示屏連接，可顯示教師端PC發(fā)送的答題開始命令信息、客觀題的標準答案信息、當前無線傳輸信號強弱信息、當前電量信息、當前主觀題所在頁碼信息等。

按鍵電路與設置于答題器殼體的若干個命令選擇按鈕連接；各個命令選擇按鈕分別與數(shù)據(jù)處理器通過I/O接口連接。其中，命令選擇按鈕包括向上翻頁按鈕和/或向下翻頁按鈕和/或A按鈕和/或B按鈕和/或C按鈕和/或D按鈕和/或確認按鈕和/或清除按鈕。通過設計的豐富的命令選擇按鈕，方便了學生進行選擇、判斷、搶答等客觀題的作答。

可見，對于本實用新型提供的基于紅外超聲定位技術的課堂互動答題器，通過與基于紅外超聲定位技術的數(shù)碼筆配套使用，即可實現(xiàn)筆跡信息采集，不僅能實現(xiàn)教師和學生之間關于客觀題的交互，同時，也能夠實現(xiàn)教師和學生之間關于主觀題的交互，從而富了教師與學生之間的互動方式，增強了互動效果；另外，基于紅外超聲定位技術的課堂互動答題器具有結構簡單、成本低的優(yōu)點；此外，學生在使用時，只需要將答題器放置在書寫紙周圍，學生只需要在傳統(tǒng)的書寫紙上按正常書寫習慣進行寫字或繪圖，即可實現(xiàn)筆跡信息的精準采集，不會對學生的書寫體驗產生任何不利影響。

以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視本實用新型的保護范圍。